Quando
de açúcar é queimado ao ar os produtos obtidos foram
e
g). Sabendo que o açúcar é constituído de Carbono, Hidrogênio e Oxigênio, Determine a fórmula empírica e molecular sabendo que a massa molar do composto é
.
Passo 1
Beleza, vamos lá! A questão nos pede para encontrar a fórmula empírica e molecular de um açúcar. Estamos trabalhando com a matéria de estequiometria, especificamente com combustão e determinação de fórmulas químicas. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de massa molar, conversão de massas em mols e relações entre os elementos na fórmula do composto.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que aconteceu na combustão. Quando 10 g de açúcar queimaram, produziram 14,7 g de $ \mathrm{CO}_2 $ e 6,0 g de $ \mathrm{H}_2\mathrm{O} $. Isso significa que todo o carbono do açúcar virou $ \mathrm{CO}_2 $ e todo o hidrogênio virou $ \mathrm{H}_2\mathrm{O} $. O oxigênio que falta no açúcar está no próprio composto. Vamos calcular quantos mols de carbono e hidrogênio temos.
Passo 3
Vamos começar calculando os mols de $ \mathrm{CO}_2 $ produzidos:
Cada mol de $ \mathrm{CO}_2 $ contém 1 mol de carbono, então temos 0,334 mol de C.
Passo 4
Agora, vamos calcular os mols de $ \mathrm{H}_2\mathrm{O} $ produzidos:
Cada mol de $ \mathrm{H}_2\mathrm{O} $ contém 2 mols de hidrogênio, então temos $ 0,333 \times 2 = 0,666 , \mathrm{mol} $ de H.
Passo 5
Sabemos que a massa total do açúcar é 10 g, então a massa de C e H já calculadas é:
A massa do oxigênio no açúcar é:
Agora, vamos calcular os mols de O:
Passo 6
Agora temos:
Para encontrar a fórmula empírica, dividimos todos os valores pelo menor número de mols, que é aproximadamente 0,333:
Então, a fórmula empírica é $ \mathrm{CH}_2\mathrm{O} $.
Passo 7
Para encontrar a fórmula molecular, precisamos comparar a massa molar da fórmula empírica com a massa molar dada do composto. A massa molar da empírica $ \mathrm{CH}_2\mathrm{O} $ é:
A massa molar do composto é 180 g/mol. Então, dividimos a massa molar do composto pela massa molar da empírica:
Isso significa que a fórmula molecular tem 6 vezes a fórmula empírica:
Resposta
A fórmula empírica do açúcar é $ \mathrm{CH}_2\mathrm{O} $ e a fórmula molecular é $ \mathrm{C}6\mathrm{H}{12}\mathrm{O}_6 $.